155

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Одесский национальный политехнический университет

К О Н С П Е К Т Л Е К Ц И Й

по дисциплине

«ВОДНЫЕ РЕЖИМЫ АЭС»

.

Одесса ОНПУ 2012

Министерство образования и науки Украины

Одесский национальный политехнический университет

О.А.Кардасевич

К О Н С П Е К Т Л Е К Ц И Й

по дисциплине

«ВОДНЫЕ РЕЖИМЫ АЭС»

для студентов по специальнолсти “Технология теплоносителей и поведения с РАВ на АЭС”, дневной и заочной форм обучения

.

Утверждено Ученым Советом ОНПУ

Протокол N от

Одесса ОНПУ 2012

ББК [ 31.370.4+31.4]я73

К 467

УДК [621.311.22+621.311.25 ](075.8)

Конспект лекций по дисциплине «Водные режимы» для студентов по специальности “Технология теплоносителей и поведения с РАВ на АЭС”, дневной и заочной форм обучения

/Исп. О.А.Кардасевич .- Одеса: ОНПУ, 2012.- с.

Исполнитель О.А.Кардасевич, канд.техн.наук, доц.

В конспекте лекций рассмотрены физико-химические основы организации водно-химических режимов на атомных электростанциях, а также основные разновидности водных режимов, которые используются на АЭС.

Он предназначен для студентов по специальности “Технологии теплоносителей и поведения с РАВ на АЭС” всех форм обучения, которые слушают спецкурс «Водные режимы АЭС». Может быть полезным также всем студентам специальностей «Тепловые электростанции», «Атомная энергетика», «Теплоэнергетика» при изучении соответствующих курсов, в которых рассматриваются водные режимы и инженерно-техническим работникам ТЭС и АЭС и научных и проектных организаций, которые связаны с организацией и проектированием этих режимов.

Пособие содержит вопросы для самопроверки усвоения после каждого раздела

Іл. , Табл. Бібліогр.:

Р е ц е н з е н т ы : В.А.Герлига, д-р.техн. наук.,проф.

А.С.Мазуренко, д-р.техн. наук.,проф.

Лекция 1

Введение

Водно-химические режимы (в дальнейшем просто - водные режимы) тепловых и атомных электростанций, как показала отечественная и мировая практика, являются определяющими по своему влиянию на надежность, экономичность и безопасность работы теплоэнергетического оборудования, в первую очередь –парогенерирующего, а также на эксплуатационную надежность энергоблоков в целом. Поэтому при подготовке специалистов по тепловой и атомной энергетике обойти изучение особенностей организации водных режимов невозможно. А для специальности “Технологии теплоносителей и поведения с РАВ на АЭС ”, которая формирует специалистов-энергетиков в этой отрасли техники и науки, дисциплина «Водные режимы АЭС» является одним из базовых курсов.

Цель дисциплины – сформировать в сознании специалистов концепцию организации водно-химических режимов (ВР) на АЭС, подготовить их к практической деятельности относительно обеспечения надёжной работы энергетического оборудования путем сведения к минимуму интенсивности процессов отложений примесей и коррозионных процессов, которые в них происходят.

Задача дисциплины состоит в систематизации и приобретении знаний о закономерностях физико-химических процессов (коррозии, шламообразования, образования отложений и накипи, загрязнения пара, радиолизу и др.), которые происходят в циклах электростанций, и навыков системного подхода к анализу, расчетам и коррекции водных режимов с учетом гидродинамических, тепловых и химических факторов при их совместном проявлении.

После изучения дисциплины студент должен знать:

• основные закономерности физико-химических преобразований примесей в тракте блоков;

• пути проникновения примесей в рабочее тело, методы их удаления;

• особенности и закономерности концентрирования примесей в парогенераторной воде парогенераторов (ПГ) АЭС;

• допустимые правилами технической эксплуатации разновидности ВР конденсатно-питательного тракта, парогенераторов, испарителей;

• конкретные схеми организации ВР блоков, технологию использования коррегирующих добавок, конструкцию и принцыпы работы устройств, которые используются при организации ВР отдельных элементов схемы (паропромывных устройств, сепараторов, блочных обессоливающих установок (БОУ), деаераторов и др. );

• современные тенденции по совершенствованию ВР энергетических установок.

Должен уметь:

• рассчитать концентрации примесей в конденсате, питательной воде, парогенераторной воде с учетом присосов природной воды, процессов коррозии и отложений;

• оценить количественно интенсивность (скорость) коррозии и отложений, состав рабочего тела в любой точке тракта теплоэнергетической установки;

• рассчитать вероятную продолжительность межпромывного периода работы блока или отдельных его элементов и элементов котлов;

• выполнять проектные и поверочные расчеты устройств, которые обеспечивают ВР АЭС ( БОУ, СВО-5,паропромивные и сепарационные устройства, дозирующие устройства и др.)

Розвитие энергетики сопровождается наращиванием мощности энегоблоков, что позволяет повышать их экономичность и понижать металлоемкость. Но такая тенденция значительно повышает требования к надёжности работы блоков. Например, остановка блока в 1000 МВт на протяжении одних суток ведет к экономическим потерям на несколько млн. грн.. Связь с экономичностью и надежностью работы блоков и водными режимами состоит в следующем. Если водные режимы не выдерживаются или качество теплоносителей не достаточно, то это ведет к: а) избыточной интенсивности коррозионных процессов; б) избыточным отложениям, накипи. Коррозия ведет в дальнейшем к уменьшению толщины металла труб, которые образуют поверхность нагрева, падает его прочность, а потому увеличивается вероятность аварий, отказов отдельного оборудования, остановок энергоблока. Появление отложений ведет к понижению мощности реактора, блока, ПГ, теплообменников и др., а также увеличивает вероятность отказа оборудования или его аварийного выхода из рабочего состояния. Эта связь вытекает из уравнений, известных из курса тепломассообмена, по которым суммарное термическое сопротивление включает сопротивление отложений толщиной δ_о, м и теплопроводностью λ_о, Вт/( м К). Появления отложений ведет к

возрастанию термического сопротивления и уменшению тепловой мощности соответствующего аппарата.

В случае высокотемпературных поверхностей нагрева появление накипи ведет к неконтролируемому изменению(повышению) температуры металла труб .

Отложения ведут также к снижению эффективности работы турбины.

Следует подчеркнуть, что изменения ВХР протекают не независимо, а в тесной взаимосвязи с другими изменениями (например, кратковременное повышение мощности дает толчек отложениям, нарушение плотности концевых уплотнений конденсатного насоса ведет к всасыванию воздуха и появлению в водяном тракте кислорода и углекислого газа и др.).

Главные задачи организации ВР на АЭС :

- поддержание чистоты конденсата, питательной воды и пара (или обобщенно - теплоносителей) на уровне, который соответствует требованиям ПТЭ (правил технической эксплуатации);

-предупреждение отложений;

- уменьшение интенсивности коррозии.

Освоение этого курса должно ответить на вопрос, а как это сделать? Это невозможно без знаний предыдущих курсов:ТОХТП, ТМО, ТЕС и АЕС, оброботка воды, и т.д.

Вообще паролями, ключевыми словами этого курса являются: отложения, коррозия.

Тема 1. Параметры (показатели) водных режимов

1.1. Показатели ВР.

Эти показатели изучались нами в курсе тепловые сети и их

водные режимы. Обычно они составляют нормы ведения водного режима не зависимо от устройств.

Нормы - это совокупность выявленных практикой параметров, которые обеспечивают надежную и длительную эксплуатацию энергоблоков электростанций.

Организовать водный режим это значит строго выдерживать нормы водного режима.

Среди показателей ВР есть фундаментальные, найболее употребляемые: это рН, удельная электропроводность и величина, которая появилась в последнее время - редокспотенциал, или окислительно-восстановительный потенциал еН. Главное достоинство этих показателей - это возможность их автоматизированного измерения, подобно давлениюи температуре .

Дополнительными показателями являются:

- жёрсткость (твёрдость);

- щелочность;

- концентрация Cl- іона,

- концентрация SiO₂,

- концентраця кислорода,

- концентрации других газов СО₂, Н₂,NH₃,

-концентрации других примесей, которые используются для коррекции водного режима: фосфаты, гидразин, комплексоны, и др..

Что такое рН ? Формальный ответ – отрицательный десятичный логарифм мольной концентрации (активности) ионов водорода. Однако, и это очень важно, это понятие связано с законом действующих масс, а также с причинами, которые вызывают появление ионов водорода в воде. Этих причин две: диссоциация самой воды и диссоциация других соединений (в первую очередь кислот и щелочей, которые присутствуют в водном растворе , а также гидролиз соединений).

Диссоциация в воде имеет место всегда, независимо от того или это чистая вода, или это раствор какого-то соединения. Для понятия рН важно знание численного значения, которое соответствует нейтральному состоянию:

рНо=1/2рКw ( 1.1 )

В этом уравнении индекс «о» при Н означає нейтральность, индекс р – отрицательный десятичный логарифм.

Уравнение (1.1) показывает связь понятия нейтрального значения рН_о из понятием ионного произведения воды, вместе с тем свидетельствует о том, что нейтральность воды(растворов) при разных температурах и давлениях характеризуется разными числовыми значениями величины рН_о, причем при температуре около 250 ^оС рН_о достигает минимуму. Если при 25 ^оС рН_о = 7 , то при 250 ^оС эта величина снижается почти до 5,5.

Какие причины могут вызвать на ТЭС и АЭС отличие рН теплоносителя от нейтрального? Во-первых это наличие СО₂. во-вторых, это разложение при повышенных температурах органических примесей. Эти факторы чаще всего вызывают снижение рН. Разложение бикарбонатов и гидролиз солей могут вызвать повышение рН. Корректируют рН в сторону его повышения с помощью аммиака или других аминов (морфолина, пиперидина, гидразина).

Понятие удельной электропроводности- χ , мкСм/ см заимствуется из электротехники с тем отличием, что в растворах носителями тока выступают ионы. Удельная электропроводность завист от температуры, характер этой зависимости рассмотрен ранее.

Что таке еН ?

еН - это окислительно-восстановительный потенциал, который может буть рассчитан по уравнению Нернста:

, ( 1.2 )

где а_ox и а_Rd - активности (концентрации) соответственно ионов, которые ркислились и ионов, которые восстановились;

z –заряд;

F =96,485 10³ Кл –постоянная Фаррадея;

R- газовая постоянная;

T- температура;

e_o- стандартный (нормальный) окислительно-восстановительный потенциал системы.

Показатель еН прежде всего нужен для прогноза и предупреждения коррозии.

Другие показатели ВР являются традиционными для оценки качества водных растворов.

1.2. Растворимость твердых примесей в воде

Растворимостью (S) называют предельную клнцентрацию примеси в растворе в условиях ёё равновесия с нерастворённым твёрдым веществом.

Растворимость может быть выражена какой-либо единицей концентрации. Растворимость зависит от температуры.

На отдельных участках тепловой схемы АЭС теплоноситель имеет различное название. Это связано не только с термическим состоянием воды, но также с ёё качественным составом. С этой точки зрания различают:

- конденсат;

- питательную воду;

- дренажи конденсата;

- охлаждающую воду в конденсаторе;

- продувочную воду;

- воду теплосети

- воду первого контура.

Примеси вод АЭС возможно разделить на природные, которые проникнают в контур с природной водой, и искуственные, которые являются продуктами коррозии и коррекции водного режима.

Где проникают природные примеси:

- в конденсаторе;

- в подогревателях тепловой сети;

- с добавочной водой;

- из воздуха.

Что это за примеси? Продукты дисоциации разных веществ: катионы - Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, анионы - Cl^-, SO₄^2-, SiO₃^2-, HCO₃^-, CO₃^2-; колоидные примеси: SiO₂, окислы металла, органические примеси; газовые: О₂, СО₂, N₂ и др.. По тракту за счёт коррозии добавляются Fe, Cu, Al, за счет коррекции - щелочи, комплексоны, амины. В каком состоянии? В виде истинно растворенном, а также в коллоидном и в виде ГДП (грубо дисперсных примесей).

Чтобы не было накипи и она не образовывалась, нужно все время поддерживать примеси в истинно растворимом состоянии. Математически это условие задается неравенством

C_і < S_і, (1.3)

где C_і -концентрация примеси;

S_і - растворимость этой примеси.

По знаку температурного коэффициента растворимости dS/dt , судят опасно ли это вещество как накипеобразователь. Если он отрицателен, то вещество может давать накипь. Из перечисленных примесей соединения Ca и Mg труднорастворимы, и часть из них имеют отрицательный коэффициент растворимости и являются основными накипеобразователями (особенно для котлов низкого и среднего давления). Соединения Ca и Mg с анионами хлора, хорошо растворимы в воде, имеют положительный коэффициент растворимости и опасности не представляют. CaCO₃, CaSO₄, Mg(OH)₂, труднорастворимы и имеют отрицательный коэффициент растворимости и являются наиболее опасными с точки зрения накипеобразования уже при низких температурах используемой воды.

Рис.1.1. Растворимость в воде карбоната кальция и гидрата магния.

Кроме графиков ( рис.1.1 и 1.2), которые отражают эксперементальные данные о растворимости индивидуальных веществ, о растворимости веществ можно судить по величине произведения растворимости.

Если известно произведение растворимости то по нему возможно рассчитать растворимость вещества в моль/л по уравнению:

, (1.4)

где α – степень дисоциации;

а і в – стехиометрические коэффициенты;

- соответствующие коэффициенты активности ионов.

Данные о Пр имеются, например, в моем учебнике по ВР.

Рис.1.2. Растворимость разновидностей сульфатов.

При закритических параметрах воды (Р > 22,4 МПа , t > 374 ^oC ) влияние диссоциации на растворимость незначительно, потому что ёё почти нет. Поэтому в таком состоянии воды растворимость примесей описывают иначе чем при низких параметрах и соотношение для растворимости в моль/л имеет вид:

, (1.5)

де - плотность воды в г/см³ ;

- изменение энтальпии растворения, Дж/моль;

- изменение энтропии растворения, Дж/(моль К);

m - координационное число.

Как показали исследования, структура (1.5) достаточно хорошо подтверждается для растворимости компонентов в однофазной среде при закритических параметрах. Достаточно надежные результаты получаются также и для воды при высоких давлениях и температурах выше 200 ^оС.

В дополнение к приведенным данным, для расчетов растворимости окислов железа возможно использовать аппроксимацию даних, имеющихся в литературе

S_Fe = A₁ t² - B₁ t + C₁ ,

где коэффициенты вибирают из табл. 2.5, см. учебник

Рисунок 2. Растворимость магнетита в кипящей воде в зависимости от ее температуры: 1 —рН=5,0; 2 —рН=5,5; 3 —2рН=6,0; 4 —рН=7,0.

Лекция 2

1.3. Распределение примесей между паром и водой

Соотношение между концентрациями (активностями) в жидкоу и паровой фазах является величиной постоянной , которая не зависит от количества (концентрации) вещества, растворенного в фазах. Эта постоянная получила название коэффициент распределения

К_с = С_іп / С_іж , ( 1.6 )

где С_іп - концентрация примеси в паре;

С_іж - концентрация примеси в жидкости .

Действителььный коэффициент распределения зависит от температуры ( давления) и воспроизводится уравнениями:

. ( 1.7)

Или в логарифмичной форме (1.7) имет вияд:

. (1.8)

Где n – также называют координационным числом.

Графическая интерпретация этого уравнения называется лучевой диаграммой.

В практических условиях концентрация примесей в паровой фазе оказывается более высокой, чем это вытекает из (1.7). Это происходит вследствие того, что кипение происходит в динамическом равновесии и причем в потоке пара, который захватывает капли жидкости и заносит с ними в пар примеси. Образованию брызг и капель способствует разрыв поверхностной пленки паровых пузырей в момент их выхода из поверхности раствора.

Таким образом, вынос влаги в пар ведет к росту концентрации примесей в ней "механическим" путём, без какого либо способа растворения этих примесей. Поэтому на практике используют ещё одно понятие: практического или реального коэффициента распределения:

К_сд = С_іпд / С_іжо , (1.9)

где С_іжо – общая концентрация примесей в жидкости, с учетом суспензии, шлама и других форм присутствия твердых примесей (С_іжо = С_іж + С_ісусп.);

С_іпд-общая концентрация в паре с учетом примесей, которые виносяться из влагой (С_іпд = ω С_іжо + С_іп ). Здесь ω – влажность пара.

В развернутом виде (1.9) имеет вид:

. (1.10)

Здесь φ ≤ 1 - коэффициент, который учитывает долю истинно растворимых примесей в жидкости по отношению к общему количествупримесей, в том числе и в виде суспензии и др.

1.4. Растворимость в воде газов.

При оценке растворимости газов следует различать: химически инертные газы (О₂, Н₂ ,N₂ )и химически активные газы, которые взаимодействуют с водой(СО₂, NН₃... ).

У газов первой группы растворимость относительно невелика, у газов другой группы растворимость больше на несколько порядков. Процесс растворения газов называют абсорбцией, а обратный процесс - десорбцией. Для воздуха это – аэрация и деаэрация.

На отличие от твердого вещества, которое всегда при растворении находится под уровнем жидкости, газы образуют с жидкостью із четкую границу раздела ( зеркало) и в условиях равновесия, как правило располагаютсяся над поверхностью жидкости, в газопаровом состоянии, т.е. в смеси газов и паров жидкости. Таким образом, когда говорят о растворимости газов в воде, то имеют в виду найбольшую возможную концентрацию этого газа в жидкости в условиях равновесия этого раствора из газовой фазой. Природа этого равновесия несколько иная чем твердых примесей, поскольку кроме температуры, следует брать во внимание и давление газа над раствором (парциіальное давление), в то время как для твердых примесей оно равно 0.

С точки зрения химической термодинамики в основе этого равновесия сохраняется общее условие: равенство химических потенциалов компонентов в кождой фазе.

На основе этих представлений, выражая химпотенциалы через концентрации (парциальные давления), получаем уравнение виразити растворимости газа:

S_μi= P_i / K_г , (1.11)

где Р_i – парциальное давление газа над раствором;

К_г – константа Генри.

Само выражение известно в литературе как закон Генри.

Чтобы не зависеть от единиц концентраций на практике удобнее использовть не константу Генри , а так называемый коэффициент абсорбции

α = V_г/V_р,,

где V_г - объем газа, который растворен в воде, взятый при 0 ^оС и 1 бар;

V_р - объем жидкости, обычно это также объем раствора.

Используя это понятие, выражение для растворимости (моль/л) приобретает вид

, (1.12)

где α_і - коэффициент абсорбции;

ρ - плотность раствора (воды), кг/л (г/см³);

Po – атмосферное давление (1бар);

Pi - парциальное давление газового компонента над раствором, в тех же единицах, что і Ро.

Данные о α_і –содержатся в справочной литературе, в том числе – учебнике по ВХР.

Растворимость химически активних газов имеет свои

особенности и закон Генри применим к ним только для первого приближения.

Углекислый газ (СО₂ ) очень распространен и содержится в природных источниках воды, а также во всех водных средах АЭС. Появление СО₂ в воде возможно, как вследствие его растворения так и в связи с смещением равновесия между карбонатными и ихнем разложением. Имеется прямая связь между концентрацией СО₂ и рН.

Приближенная связь между рН и концентрацией СО₂ при 20 ^оС передается соотношением:

рН ≈ 5,5 - 0,5 lgС , (1.13)

где С - концентрация СО₂ в мг/л .

Более точное соотношение рН и СО₂ и температуры наводиться в литературе.

Растворимость аммиака. Аммиак является одним из наиболее распространенных коррегирующих агентов, которые используются для поддержания ВХР АЭС. Он, как и СО₂, является также химически активным, реагирует с водой, но выявляет не кислотные, а щелочные свойства.

Аммиак при низких температурах диссоциирует достаточно активно и существенно влияет на рН, может его повысить, но при температурах более 300 ^оС он практически не диссоциирует, Поэтому увеличивать рН в таких условиях за счет аммиака нецелесообразно из-за излишне большую его потребность.

Учитывая большое значение для водных потоков АЭС равновесия в растворах, которые содержат СО₂ и аммиак (системы NH₃ -CO₂ - H₂O ), запишемо аналитическое выражение этого равновесия равновесия

, (1.14)

где K _N - постоянная равновесия (закона действующих масс) при восстановлении иона аммиака, моль/л ;

C_Н⁺ = - концентрация ионов водорода, моль/л ;

- концентрация СО₂, моль/л ;

δ і β - коэффициенты, которые зависят от температуры и рН.

Аналитическое выражение этих коэффициентов такой:

, (1.15)

, (1.16)

В этих уравненияхК₁, К₂, γ₁, γ₂, К_w – соответственно константы диссоциации угольной кислоты, коэффициенты активности одно и двухвалентных ионов, ионное произведение воды. Все эти величины зависят от температуры и могут быть рассчитаны по уравнениям, которые рассматривались ранее.

1.5. Коррозионные процессы и их интенсивность

Основные показатели коррозии:

• действительная и средняя скорости коррозии в мг/(м² ч)

и ,

где m - масса металла, который прокорродировал;

F – поверхность, м²;

- промежуток времени, ч;

- глубинный показатель, который показывает толщину или глубину проникновения коррозии в толщу металла, он пригоден и для равномерной коррозии и для язв, вкраплений, трещин,‑ l, мм/год.

Связь между этими показателями

, (1,17)

где h - число часов, на протяжении которых происходила коррозия за год, ч/год.

На коррозию влияет много факторов.

Влияние температуры для наиболее употребительной в энергетике конструкционной стали 20 получена линейная зависимость :

, (1.18)

где t - температура, ^оС;

j_к - скорость коррозии, г/(м² ч).

Соотношение справедливо при свободном доступе кислорода.

Для условий замкнутого пространства с ограниченным доступом кислорода возможно использовать соотношение ( мои обобщения опытов Акользина):

, (1.19)

j_к - скорость коррозии, г/(м² ч).

Коррозия стали перлитного класса, которые используются для изготовления экранов котлов (nХМФ) и рассматриваются как перспективне материалы для АЭС, при температурах више 200 ^оС [12] описывается формулой:

, (1.20)

j_к - скорость коррозии, мг/(м² ч).

Для аустенитных сталей типа 1Х18Н10Т по данным Герасимова ( моя обработка) :

, (1.21)

j_к - скорость коррозии, мг/(м² ч).

У перспективной стали ( технологичной и более дешевой) 08Х14МФ скорость примерно в два раза выше чем по (1.21).

Влияние концентрации кислорода при значительных концентрациях линейно-пропорционально: чим больше кислорода, тем существеннее проявляют себя коррозионные процессы. Інтесификация коррозии имеет место также при одновременном содержании в воде других примесей, поскольку они ускоряют растворение продуктов коррозии и их виход в воду. В очень чистой воде (удельная электропроводность меньше чем 0,1 мкСм/см) небольшое количество кислорода может быть полезной. При концентрациях кислорода 200 – 400 мкг происходит пассивация поверхности стали. На ней образуется устойчивая магнетитовая пленка, которая снижает скорость коррозии.

Для всех металлов, которые исползуются в энергетике, характерна экстремальная зависимость скорости коррозии от рН. Металлы не стойкие при низких и высоких рН. Для железа минимальна интенсивность коррозии имеет место при значеннях рН в интервале 10-11, для меди около нейтрального значения. Такой характер влияния рН объясняется тем, что в кислой и щелочной областях образуются более благоприятные условия для растворения продуктов коррозии и возможность образования и сохранения пассивирующей пленки невысока.

Присутствие СО₂ в теплоносителях АЭС не желательно, потому что ведет к образования кислой среды и интенсификации коррозии. Поскольку растворы СО₂ имеют буферные свойства, то это еще сильнее влияет на устойчивую во времени коррозию. Особенно неблагоприятные условия возникают при одновременном повышении температуры. Наличие в воде углекислого газа плохо влияет также на чугуны, которые при повышенной температуре графитозируются и теряют прочность, они становятся хрупкими.

Стойкость против коррозии очень зависит от состава металла. В энергетике наиболее распространены углеродистые стали, частично легированные стали перлитного класса, а также в ответственных конструкциях дорогие высоколегированные аустенитные стали. почти все оборудование, особенно корпусы, является сталь 20. Ёё коррозионная стойкость не высока, при взаимодействии с водным теплоносителем скорость коррозии имеет порядок 10² мг/(м² ч).

Перлитные низколегированные стали идут на изготовление экранов котлов (стали, що содержат хром, молибден и вольфрам), барабанов котлов и корпусов реакторов (16 ГНМ, 48ТС). Для них порядок скорости коррозии – 10 мг/(м² ч).

Аустенитные высоколегированные стали 1Х18Н10Т, 12Х18Н12Т, 08Х18Н10Т и другие используются почти везде на АЭС, в последнее время также в подогревателях низкого давления . Для них скорость коррозии 1-2 мг/(м² ч). Еще на порядок меньше скорость коррозии циркониевых сплавов.

1.6. Особенности и закономерности образования отложений (накипи).

Количественная оценка накипеобразования может осуществляться по показателям:

δ - толщине м,или мм ;

J - удельной массе , г/м² ;

j_o - скоростью отложений, г/(м² ч).

Статистические материалы ВТИ и др. организаций обработаны в виде:

, (1.22)

где j_o - скорость ( плотность) отложений, мг/(м² ч);

Аі – коэффициент, который зависит от вида накипи;

- средняя концентрация примеси, мг/л;

β_і - поправочный множитель;

q - плотность теплового потока, Вт/м² ;

n - показатель степени.

На основе данных о скорости отложений рассчитывается межпромывочный период

, ( 1.23)

где J^max - максимально допустимая величина отложений в г/м²;

j_i - скорость отложений і-го компонента для наиболее напряженного елемента, мг/(м² ч).

Вопросы для самопроверки:

1. Что такое рН раствора?

2.Сформулируйте закон действующих масс и запишите его математическое выражение для процесса диссоциации воды.

3.Что такое удельная электропроводность, чем она определяется в растворах и какова ёё зависимость от температуры и концентрации?

4.Перчислите показатели ВР и поясните ихнее отношение к процессам накипеобразования и коррозии.

5.К акое содержание имеет понятие координационное число?

6.Какой характер имеет растворимость силикатов и меди при сверхкритическом состоянии воды?

7.Как возможно рассчитать растворимость железа?

8.Почему концентрация примесей в паре в реальных условиях отличается от равновесных условий?

9.Как влияет влажность пара на распределение примесей?

10.Какую функцию выполняют сепараторы?

11.Какая особенность растворения аммиака в воде?

12.Приведите зависимость степени диссоциации аммиака от температуры.

13.Приведите выражение дозы аммиака, которая обеспечивает необходимую величину рН теплоносителя.

14.Что такое первичное накипеобразования и какие условия его протекания?

15.Какие условия протекания вторичного накипеобразования?

16.Приведите классификацию накипей.

17.Какие параметры являются основными при накипеобразовании?

18.Приведите обобщенную зависимость скорости накипеобразования,

19.Как возможно рассчитать продолжительность межпромывочного периода?

20.К каким последствиям приводит появление отложений на поверхности нагрева?

21.К каким негативным результатам ведет коррозия оборудования АЭС?

22.В чём состоят основные задачи организации водно-химических режимов АЭС?

23.Каким законом определяется распределение примесей между паром и водой в равновесных условиях?

24.Что такое лучевая диаграмма и какое ее содержание?

25. В чём отличие растворимости газов в воде от растворимости твердых примесей?

26.Поясните явление коррозии металлов и факторы, которые его определяют.

27.Запишите уравнения скорости коррозии углеродистых и легированных сталей.

28.Перечислите и обоснуйте факторы, которые влияют на скорость коррозии металлов.

Лекция 3

Лекция посвящена особенностям построения водно-режимных схем АЭС.